Carga Nuclear Efectiva Y Efecto Pantalla

CARGA NUCLEAR EFECTIVA

Y

EFECTO PANTALLA

Un átomo, el núcleo contiene los protones (carga positiva) y en la periferia del mismo se encuentran los  electrones que son la carga negativa. Sabemos también que las cargas opuestas se atraen. Si nos imaginamos al electrón del último nivel (electrón diferenciador), éste si estuviera solo, sería atraído por las cargas positivas del núcleo. Pero esto no ocurre, éste electrón está protegido por una  pantalla de protección, que son los electrones de los niveles más bajos, a esto se le conoce como APANTALLAMIENTO, que evita esta atracción.

"Los electrones más externos en un átomo no experimentaran totalmente la carga nuclear asociada con el núcleo debido al “apantallamiento” por los electrones en capas y subcapas colocados entre ellos y el núcleo. Por lo tanto, los electrones de valencia externos experimentaran una carga nuclear efectiva, Zef=Z-σ, donde Z corresponde el número de protones y σ la constante de apantallamiento. Esta constante de apantallamiento dependerá del grado de penetración del orbital.

Las diferencias en las funciones de distribución radial para orbitales ns, np, nd y nf indica que su poder penetrante relativo es s>p>d>f y por lo tanto la carga núclear efectiva experimentada por los orbitales es ns>np>nd>nf.

Para encontrar la constante de apantallamiento para un electrón en particular, las reglas son las siguientes:

-Todo  los electrones en orbitales de un número cuántico mayor principal cero.

-Electrones restantes en el mismo grupo contribuye 0.35, excepto  1s que contribuye 0.3

Electrones en el nivel cuántico principal (n-1) contribuyen 0.85 cada uno, excepto cuando el electrón estudiado esta en un  orbital d o f; entonces los electrones cuentan 1.00 cada uno.

Todos los electrones en números cuánticos menores contaran 1.00 cada uno"1.
 La siguiente tabla nos permite calcular la contribución la constante de pantalla para los electrones en cada grupo:



La carga nuclear efectiva Zef experimentada por un electrón en un nivel de energía externo es menor que la carga nuclear Z. Esto debido a que la atracción de los electrones de la capa externa por el núcleo está parcialmente compensada por la repulsión de estos electrones de la capa externa por los electrones de las capas internas ocupadas.

Decimos que los electrones  en los conjuntos de niveles de energía ocupados apantallan o escudan a los electrones de los niveles de energía externos del efecto completo de la carga nuclear. Este efecto de apantallamiento, o escudo, nos ayuda a comprender muchas tendencias periódicas de las propiedades atómicas.

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